为了筹备这场决战，日本蓄谋已久，帝国大本营甚至下令所有的战场和资源配置，都首先为一号作战让路。优先补足中国战场的日军部队缺额。不惜孤注一掷，进行了号称堪比日俄战争的大动员：出动兵力高达51万，马匹6万7千，运输汽车1万3千辆，补给船艇1万余艘，征用日本几乎所有能调动的道路、桥梁工程的维修人才与器材，还在日本战争史上第一次使用一个建制完整的坦克师团。参战者也自称，这是日本历史上空前绝后的一次“亘古大远征”。如此庞大的兵员，每天消耗的物资是惊人的。
为减少后勤不继带来的人员损失，日本充分发挥了准备工作周到细致的民族性格特色，在本土百姓已难吃饱饭的情况下进行了搜肠刮肚般的物质准备。尽管太平洋战场的燃料已极度紧张，却为在华的参战航空兵团准备了可用半年的油料。地面部队的弹药储量可支用两年，从野战医院的药品，到军装军靴，都不顾国力条件可能给予取最大限度的保证。因为一号作战，日方资料承认军费分配“1944年中国战场占64%、南方战场（即太平洋战场）占28%”（日本当代学者纐缬厚引自大藏省财政史室《昭和财政史》）。由此可见，所谓中国战场不是反法西斯主战场的论断完全是一派胡言。
应该说，如此规模的大兵团在如此广阔的地理跨度上作战，其后勤保障的水准已远远超过当时日本国力所能承担的限度。而日本为了这一面子工程，不顾实际条件强行执行。造成了军力的严重透支，带来了大量战斗和非战斗人员死亡。而且损失的多是构成战斗力最精华的中坚部分，从损失结构上讲，比太平洋战场严重得多。
但日军上下却将一号作战作当成为自己的民族打出一条出路的决战，疯狂到将什么人员伤亡、物质损失等等一切皆置之度外。据薛岳晚年回忆，战役期间“敌高级指挥官亦多亲临前线指挥，为前所无”。在湖南战场则尤其丧心病狂，甚至“白昼の敵前渡河”，从战役一开始就造成日军基层“工兵、歩兵の戦死、負傷者が圧倒的な多数”。薛岳也指出：“攻长沙、衡阳时，（日军）尤多践战死者尸体而厉行猛扑，虽全部战死不惜，有时多数阵亡，仅残余一二士兵犹不肯降。其勇往迈进之精神，固值赞许，然实懔于危局，不能不倾国力，以图苟延一线也”。
据衡阳第10军电台兵卢庆贻回忆，当时他们军部机关人员在中央银行三楼观战，在望眼镜中看到城外日军“用梯式进攻，一排一排的，一百把人一排，前排100多个，后面又是100多个，打着赤膊，全身只兜一条白布。端着刺刀弯起腰，对着我们猛冲”
第13师团是一支素以精锐著称的老牌师团。在战役期间死亡人数为4000人（参见长田荣太郎：《湘桂作战第二期》），而伤病更多。但从其下属联队的数字看，4000的数字似乎很保守。比如第65联队在战役初期自湖南平江出发时为3800人，11月打到广西河池，即已战死和重伤、重病总数超过2300余人，占联队总兵力三分之二，轻伤轻病人数尚在其外。这其中战死902人。在随后的广西防守与败退过程中联队又死亡600人。可以说，湘桂一役下来，超员满编的第65联队基本打光，就剩个空架子。
第3师团更是明治维新时就建立的老牌甲种师团，也是唯一全程参加八年侵华的师团，残害中国生灵不计其数，可谓罪恶滔天。但在长衡会战中，被阻滞于湘东山区的3师团先后在醴陵、茶陵、安仁遭重创。后在第27师团、第34师团和第13师团一部支援下，战至月底，始突破围阻。
经此一役，3师团下属各联队的一线战斗中队损失过半，像6联队第1大队第3中队自河南淅河出发时160人，到日本投降时已死亡87人，其中大半死于湖南。同师团的第34联队死亡多达1700余人(仅6--8月期间就死亡737人)。
第40师团的伤亡总数虽无明确记载，但同样有大量片断证据可供参考。比如第一大队第一中队幸存者高桥幸回忆，所在中队自湘北华阳出发时有近200人，到桂林战役打响前只剩98人，光是他本人在进军途中参与埋葬的死亡中队战友就达30人。这些幸存者随后又在强攻桂林七星岩的战斗中再遭沉重打击。这98人连同配属的30人的工兵“肉迫队”遭受“全灭”打击，中队长柴田也把性命搭上，高桥幸自认九死一生活了下来。同联队第三大队的命运也和他所在的一大队半斤八两，光是衡阳外围阻击国军第62军一部的战斗，该大队就打得只剩54人。
而40师团相对前几个师团而言，担任的多是配属作战任务，可这并未让它逃脱沉重的惩罚。比如其下属的235联队每个中队都蒙受了100人以上的累计死亡，联队光死亡一项就在1000余人以上。再算上伤病人数，联队实际处于全队骨干覆没的状态。
还有第27师团，这是特地为一号作战而从关东军序列中调来的2万多人的满编甲种师团。据日军高层对师团基层部队的表扬“感状”显示，不算河南作战的损失，只从44年7月开始计算，27师团各大队在湖南会战期间的减员就突破70%！其它日文资料也证实，师团各步兵中队仅剩60人，经过大力补充新兵仍仅120人。27师团下属屯驻第3步兵联队的老兵藤原彰后来在著作中记载，联队从湘桂开战到终战，死亡高达1647人（《中国屯驻步兵第三联队日志》）。
这还仅是步兵联队，27师团还辖有辎重、炮兵、工兵等配属部队，同步兵相比，他们虽处在二线，挥霍的性命却同样惊人。其独立山炮第二联队第一大队，在湖南被打得仅“残生”奄奄一息的80名官兵。还有些归属师团不明的，像“中部第六部队”，从其下属骑兵第2大队第3中队的爱知县士兵和田敏雄供认其战友近半数战死来看，其伤亡也不会小。
当然，也有人指出，51万日军并不仅限于豫湘桂的作战，它们之中有相当一部份在广东等次要战场配合作战。广东战场的战斗烈度无疑低得多，从表面上看，确实如此。但查一查他们的损失，却也相当惊人。比如第161联队，光死就死掉729人，未遭伤亡的骨干战斗人员亦是所剩无几。
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